[네트워크 기초] 12. 네트워크 통신의 발전사 (4) 3세대 이동통신

 

 

1️⃣ 3세대 이동통신 

: 다양한 멀티미디어 서비스 시작 

 

2세대 이동통신이 처음 상용화된 1990년대 이후 세계 인터넷 보급률은 계속해서 증가했다.

이로 인해 이미지, 문자와 같은 작은 크기의 데이터를 낮은 속도로 처리하던 데이터 통신 서비스도 대용량의 데이터를 

인터넷 환경에서 처리하는 멀티미디어 서비스로 확대된다. 

 

멀티미디어 서비스란 다양한 미디어 데이터를 제공하는 서비스를 말하며, 미디어 데이터에는 음성, 영상, 사진, 이미지, 텍스트 등의 디저털 데이터가 속한다. 

 

2000년대에는 인터넷을 중심으로 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 수요가 급증했고, 데이터 트래픽의 양도 2세대 이동 통신망에서 처리할 수 있는 정도를 넘어선다. 그 결과 데이터의 제한 없이 양질의 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있는 3세대 이동통신이 등장하게 된다. 

 

3세대 이동통신이 등장한 2000년대부터는 다양한 형태의 멀티미디어 서비스를 지원하게 되면서 각 서비스 형태에 맞는 통합된 표준 기술 및 규격이 필요하게 되었다. 

2세대 이동통신에서도 TDMA 기술 기반의 GSM 표준 규격과 CDMA 기술 기반의 IS-95 표준규격이 존재했다. 

그러나 나라마다 적용한 표준규격이 서로 달랐고 근본적으로 두 기술이 호환되지 않아 해외 로밍과 같은 원거리 통신을 이용할 때 해당 단말이 다른 국가의 통신 규격을 지원하지 않는 경우에는 음성통화 조차 불가능했다. 

 

3세대 이동 통신부터는 이동성을 더욱 강조하여 세계 이동통신망을 모두 아우를 수 있는 표준규격이 필요하게 되었다. 

그래서 등장한 것이 3세대 이동통신 표준 규격인 IMT-2000이다. 

 

 

2️⃣ 세계 표준 IMT-2000의 등장과 한계

IMT-2000은 국제 이동 통신-2000(International Mobile Telecommunication 2000) 의 줄임말로 2000년대를 주도한 3세대 이동통신의 국제 표준을 지칭하기도 하지만 2000MHz 대역의 주파수를 사용해 최대 2000kbps의 데이터 전송 속도를 보장한다는 성능적 목표를 의미하기도 한다. 

IMT-2000은 성능 개선을 통해 많은 데이터를 빠른 속도로 전송하는 것, 그리고 세계 전 지역에 공통된 주파수 대역을 사용하여 글로벌 로밍을 지원하는 단일화된 국제 표준을 제정하는 것을 목표로 하고 있다. 

 

IMT-2000에 다섯가지 고속 무선 기술을 공동 표준으로 승인하는데 대표적으로 유럽의 2세대 이동통신 표준인 GSM 에서 발전한 WCDMA와 북미에 적용된 2세대 이동통신 또는 표준 IS-95 에서 발전한 CDMA2000이 여기에 속한다. 

 

기술 표준	WCDMA	CDMA2000
주도 진영	유럽, 일본	북미
표준화 기구	3GPP	3GPP2
기반 표준 기술	GSM	IS-95
최대 전송 속도	송신/수신 최대 2Mbps	송신/수신 최대 153.6kbps
USIM 지원여부	지원	미지원

3GPP와 3GPP2의 설립 이후 세계 통신 업계는 서로 다른 특징들을 가진 WCDMA 진영과 CDMA2000진영으로 더욱 극명하게 양분화되었다. 

 

결국 3세대 이동통신 표준도 2세대 때와 마찬가지로 두 가지 지역 표준이 공존하게 되었다. 

WCDMA는 유럽과 일본 중심으로, CDMA2000은 미국 중심으로 상용화가 이루어져 세계 3G 표준을 단일화하고자 했던 IMT-2000은 원래 목적과 동떨어지게 된다. 

물론 WCDMA 와 CDMA2000모두 기본적으로 IMT-2000의 3G 표준안을 따르고 있지만, 2세대 이동통신에서 적용되는 주파수 대역이 나라마다 서로 상이했기 때문에 공통된 단일 주파수 대역으로 묶어 통신하기에는 기술적 제한 사항이 많았다. 

 

후에 WCDMA가 전 세계 3G 가입자 90%을 차지할 만큼 메인 3G 표준 기술이 되었다. 

즉, CDMA2000기반 서비스보다 WCDMA기반 3G 가입자의 수요가 많아진 것이다. 

가장 큰 이유는 단말장치의 유연한 이동이다. 

WCDMA방식은 USIM 칩을 이용해서 이동통신 가입자가 자신의 주소록과 전화번호를 간단히 다른 단말장치로 이동할 수 있었다. 

 

 

3️⃣ 3세대 이동통신 시스템의 구조 

3세대 이동통신망부터는 본격적으로 음성 통신 외에도 멀티미디어 서비스가 등장한다. 

이에 따라 각 이동통신망의 구조는 음성 데이터 뿐만 아니라 IP 기반의 패킷데이터를 처리하기 위한 표준화된 망구조가 추가로 필요하게 되었다. 

CDMA2000과 WCDMA에도 음성데이터 외 멀티미디어 서비스 대상 패킷데이터 처리를 위한 망구조를 별도로 가지고 있다. 

 

전반적으로 WCDMA와 CDMA2000 모두 가입자 단말장치에서 무선 채널을 통해 기지국으로 들어오는 데이터의 타입이 무엇이냐에 따라 기지국 제어기가 데이터를 분리하여 처리한다. 

음성데이터의 경우 2세대 이동통신망에서 주로 사용된 이동통신 교환기 장비를 통해 유선 전화망과 연결되고 

패킷 데이터의 경우 패킷교환기로 별도의 경로를 통해 외부 PDN과 연결되어 서비스가 이루어진다. 

 

 

4️⃣ 3세대 이동통신의 한계 

2000년대 3세대 이동통신망의 등장으로 다양한 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 3세대 이동통신 단말들이 등장한다. 

스마트폰에 대한 수요가 증가하면서 많은 멀티미디어 서비스에 대한 수요도 덩달아 급증하게 되었다. 

특히 앱 마켓을 통해 제공되는 다양한 애플리케이션들과 인터넷을 통한 대용량 멀티미디어 서비스 제공에 따른 송, 수신 데이터가 급격히 증가하게 되면서 데이터 트래픽의 양은 3세대 이동통신망에서 수용하고 처리 가능한 양보다 훨씬 증가하게 된다. 

 

이로 인해 단순히 PC 인터넷을 통해 발생된 트래픽뿐 아니라, 스마트폰, 노트북과 같은 모바일 기기를 통해 발생된 트래픽들도 더해져 불과 6년만에 3세대 이동통신 시스템이 처리 가능한 트래픽 수용량이 한계에 이른 것이다. 

이런 폭발적인 트래픽 증가를 해결하기 위해 2000년부터는 국제전기통신엽합에서는 2세대 이동통신 표준인 IMT-2000과 함께 IMT-Advanced 라는 차세대 이동통신 시스템의 기술 규격에 대해 논의를 시작하게 된다. 

이것이 바로 4세대 이동통신이 시작된 것이다. 

 

 

4️⃣ 정리 

- 3세대 이동통신 2000년대부터 시작되엇으며, IMT-2000이라고 부르기도 한다. 
- 3세대 이동통신은 데이터 중심의 다양한 멀티미디어 서비스를 지원하였다. 
- 안드로이드, IOS 기반의 스마트폰이 처음 등장하였다. 
- IMT-2000은 국제전기통신연합에 의해 체택된 3세대 이동통신 국제 표준이다.